機械系統可監測性設計理論

　　機械系統可監測性設計理論

　　摘要 我國正在努力向機械制造強國隊列靠近，只有大力倡導機械系統原始創(chuàng )新，才能夠盡早的實(shí)現這一目標。

　　本文對機械系統可監測性設計相關(guān)發(fā)展情況進(jìn)行了全面的梳理，研究了系統理論以及全壽命周期理論對于機械系統可監測性設計理論體系構建的影響。

　　關(guān)鍵詞 機械系統;可監測性;狀態(tài)監測

　　機械工具的出現促使人類(lèi)文明向前邁進(jìn)了一大步，它使得人類(lèi)社會(huì )的生產(chǎn)率發(fā)生了重大變化，從原始改造轉變?yōu)闄C械勞動(dòng)。

　　在當今世界中機械工業(yè)的發(fā)展水平標志著(zhù)一個(gè)國家生產(chǎn)力的發(fā)展水平。

　　不論是從機械系統的發(fā)展方向上，還是從社會(huì )對機械系統新的要求上，均要求其有著(zhù)更高的可靠性與安全性，機械設備狀態(tài)監測技術(shù)是未來(lái)機械設備發(fā)展的重要方向。

　　1 可監測性設計理論體系的理論基礎

　　1)系統理論

　　所謂系統，就是相對于個(gè)體而言整體的寓意。

　　不同領(lǐng)域不同學(xué)科對于系統的具體涵義存在著(zhù)不同概括，但總體上來(lái)看，都將系統看做是多個(gè)小系統組成的，它的運行過(guò)程涉及到很多個(gè)微小系統的運行。

　　現如今，普遍接受的系統論是由美籍奧地利人、理論生物學(xué)家-貝塔朗菲所創(chuàng )立的，它針對系統的模式、結構以及內部規律進(jìn)行了深入的分析與研究，按照數學(xué)理論定量的對系統特征(整體性、結構等級分層、相互關(guān)聯(lián)、動(dòng)態(tài)平衡、時(shí)序性等)進(jìn)行了全方面的描述。

　　系統論是研究系統整體性的重要理論之一，其核心思想就是整體性。

　　它支持將自然界中的物質(zhì)看作是一個(gè)統一整體，自然界中各個(gè)組成部分只有和諧相處才能夠保證自然界的穩定運行，不同的組成部分通過(guò)邏輯關(guān)系密切聯(lián)系在一起。

　　系統所表現出來(lái)的整體性是單獨的組成部分所不具備的，只有每一個(gè)組成部分有機的結合在一起，相互關(guān)聯(lián)才能夠共同發(fā)揮作用。

　　同樣，系統如果失去了任何一個(gè)組成部分，那么其整體性能也會(huì )出現很大的變化，從而影響其整體特性。

　　2)層次分析法

　　層次分析法是基于系統理論發(fā)展起來(lái)的一種層次權重分析法。

　　現如今在很多工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，都可以看見(jiàn)層次分析法的影子，它對于復雜度高而且需要定性定量分析的工業(yè)控制很有幫助。

　　對問(wèn)題進(jìn)行定性定量，根據所反映的綜合信息，通過(guò)專(zhuān)業(yè)判斷來(lái)對目標標準進(jìn)行加權處理，從而匹配出標準相對重要度，這樣就可以根據所得到的相對重要度來(lái)排列解決方法的優(yōu)先順序。

　　該方法在1982年就已經(jīng)進(jìn)入我國，并在很多行業(yè)中得到了應用。

　　正是由于其在定性與定量結合處理復雜問(wèn)題上的優(yōu)勢，使得其在我國很多領(lǐng)域內都有著(zhù)廣泛的認同。

　　通過(guò)層次分析法來(lái)對問(wèn)題進(jìn)行研究，其基本原理就是根據問(wèn)題的性質(zhì)以及所要實(shí)現的最終目標，把被研究問(wèn)題劃分為多個(gè)不同的組成成分，同時(shí)根據成分與成分之間的相互關(guān)系再細分為不同層次的組合，從而構建出一個(gè)多層次的用于分析研究的模型結構。

　　使用層次分析法來(lái)研究具體問(wèn)題，可以將整個(gè)步驟用圖1來(lái)表示。

　　圖1 層次結構分析基本流程

　　2 可監測性設計理論體系研究

　　機械產(chǎn)品設備及系統逐漸的向大型化、復雜化、高集成、多參數以及自動(dòng)化方向發(fā)展，工業(yè)發(fā)展需要更為可靠、更加智能的機械水平，對工作環(huán)境有著(zhù)更高的要求，而且機械設備的維護也越發(fā)的復雜與困難。

　　顯然，機械產(chǎn)品設計需要全面的更新改革。

　　現在很多產(chǎn)品在設計時(shí)并不會(huì )考慮到未來(lái)的監測問(wèn)題，所以大部分產(chǎn)品機械系統的可監測性能較差，對于其使用過(guò)程中狀態(tài)信息的收集十分復雜困難。

　　即使通過(guò)其他手段采集到了狀態(tài)信息，也因為各種因素導致信息的過(guò)時(shí)或者缺失。

　　1)基于系統工程論的機械系統可監測性設計理論

　　(1)可監測性設計研究的對象。

　　相對于整個(gè)龐大的系統而言，產(chǎn)品最為重要的一個(gè)設計屬性就是可監測性。

　　也就是說(shuō)，對于某一個(gè)組成部分或者某一塊組成部分進(jìn)行可監測性研究是沒(méi)有任何意義的，必須是對于整個(gè)系統而言，才有可監測性這一概念。

　　所以，我們研究可監測性首先要研究具體的機械結構，然后擴展分析到整個(gè)系統。

　　(2)可監測性設計相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域。

　　可監測設計理論在當前很多機械系統中有著(zhù)非常廣泛的應用，它需要多門(mén)學(xué)科的協(xié)同配合才能夠實(shí)現整個(gè)系統的可監測性。

　　從整體上來(lái)看，想要進(jìn)行一個(gè)全面的可監測性設計，必須要使用到計算機、網(wǎng)絡(luò )通信、系統工程、優(yōu)化算法等多種技術(shù)。

　　2)可監測性設計的研究?jì)热?/p>

　　可監測性理論的應用前提是系統整體，對于系統中的任何一個(gè)小系統或者小環(huán)節而言，就沒(méi)有可監測性這一概念，所以我們要從整體上去把握系統的可監測性，不要刻意去追求系統中某一個(gè)小系統。

　　基于此在進(jìn)行可監測性設計時(shí)，應該從系統的綜合特性角度出發(fā)，分析系統內部各個(gè)小系統相互之間的邏輯關(guān)系，分析相互之間的約束條件，實(shí)現整個(gè)系統的可靠穩定高效運行。

　　(1)可監測性設計相關(guān)術(shù)語(yǔ)研究。

　　這一部分的研究主要是通過(guò)CMFD技術(shù)、PHM技術(shù)、現代機械設計理論等，加之系統的科學(xué)調研過(guò)程以及領(lǐng)域內專(zhuān)家的研討等方式，全面的對機械系統狀態(tài)監測以及現代設計理論進(jìn)行研究，形成可監測性設計體系所使用的基本術(shù)語(yǔ);

　　(2)可監測性分配方法研究。

　　實(shí)質(zhì)上，可監測性分配方法就是對系統監測點(diǎn)優(yōu)化的一個(gè)過(guò)程。

　　具體來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)可靠性、維修性等分配方法理論，按照機械系統高可靠性、高安全性以及智能化的設計目標，最終實(shí)現準確反映機械系統運行狀態(tài)信息的可靠獲取;

　　(3)可監測性設計方法研究。

　　在對機械系統設計方法全面深入研究的基礎之上，通過(guò)可靠性設計、可維修性設計以及保障性設計等方法上，對可監測性設計的設計標準、實(shí)施過(guò)程，采用并行工程思想以及全生命周期設計理念進(jìn)行系統效益、安全、可靠等多參數分析，共同構建可監測性設計方法體系;

　　(4)可監測性設計評價(jià)研究。

　　進(jìn)行科學(xué)評價(jià)制度的構建是可監測性設計的關(guān)鍵部分，這個(gè)研究過(guò)程影響著(zhù)這個(gè)可監測性設計的內容。

　　這里面不僅僅包含了對設計階段的評價(jià)，還包含著(zhù)生產(chǎn)階段、使用階段的評價(jià)內容。

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是依靠已有的系統評價(jià)理論以及相關(guān)方法，對所收集到的各種機械系統運行數據信息，構建一個(gè)各種特征參數信息均可研究的機械系統可監測性設計評價(jià)體系，從而實(shí)現對系統可監測性設計各個(gè)階段的科學(xué)有效評價(jià)。

　　參考文獻

　　[1]王玉玲.機械可靠性維修性?xún)?yōu)化設計方法及其在工程機械中的應用[D].濟南:山東大學(xué)，2007.

　　[2]嚴新平.機械系統工況監測與故障診斷[M].武漢:武漢理工大學(xué)出版社，2009.

【機械系統可監測性設計理論】相關(guān)文章：

ICU醫院感染目標性監測方案（精選8篇）09-09

監測方案02-15

監測實(shí)習報告11-01

監測方案3篇08-28

監測方案（精選18篇）10-08

監測工作方案12-10

監測戶(hù)幫扶方案07-06

監測戶(hù)幫扶方案12-13

可鹽可甜的女生自我介紹10-18

實(shí)用的監測方案3篇10-19